研究室・設備ピックアップ｜機械工学専攻

手指の触覚を追究し、
そのメカニズムを解明して新感覚VR体験の実現を目指す。

バーチャルリアリティ研究室は、VR環境における臨場感の高い感覚再現を目指している。特に「触覚」の再現に力点を置き、いかにバーチャルな物体の感触を再現するかという課題に挑む。VRでの触覚再現は、すでに手術トレーニングや３次元デザインなどで活用されているが、さらなる品質向上や普及のために研究を進めていく必要がある。現在、主に取り組んでいる研究テーマの１つは「触覚再現のための指変形シミュレーション」というものだ。人間は、皮下に存在する機械受容器が脳に電気信号を伝えることで、触覚（皮膚感覚）を感じるといわれる。機械受容器は体表に高密度に分布しており、これらが皮膚の変形に伴ってどのような信号を発するのか、そのメカニズムを解明することが重要である。本研究室では、指の変形シミュレーション手法を開発し、さまざまな作業における機械受容器の活動を予測して、VRでの応用に役立てたいと考えている。東北大学・神戸大学との共同研究では、指に高密度な触覚刺激を与えるデバイスを開発し、本研究室の指モデルと組み合わせて学会発表を行った。この発表により、AsiaHaptics2022 Silver Winnerやバーチャルリアリティ学会学術奨励賞などを受賞している。また、もう１つの主要研究テーマは「個人別手モデルの開発」だ。手や指の形状・大きさ・硬さなどは、人によって異なり、それが触覚の感じ方に影響を与えている可能性がある。そこで本研究室では、個人の手の大きさや硬さをデジタルモデリングして、その人の体感に忠実な触覚を、VR環境で再現する研究を進めている。これらの研究は、ペン型触覚提示装置や3Dスキャナ、触覚アレイセンサ、モーションキャプチャグローブ、光造形3Dプリンタなどの充実した設備を用いて、自由度の高い環境で行われている。さらに、こうしたVR研究で得られた知見を活かし、科学・防災教材の開発にも研究範囲を広げている。本学の水工学研究室との共同研究では、津波災害をテーマにした防災教育ゲームの開発を行った。また、本学附属幼稚園で科学体験教室なども実施した。佐瀬准教授は「手を動かし続ける研究者でありたい」という信念を持つ。悩みながらも動き続けて、本研究室にしかできない唯一のVR体験を実現していきたい。また、そんな思いで研究に臨む学生をサポートしたいと考えている。